广东某大型水闸完整工程设计

1 固扇水闸基本资料 ........................................................... 1

1.1 概述 ................................................................. 1

1.2 工程地质 ............................................................. 3

1.2.1 地形地貌 ........................................................... 3

1.2.2 地层岩性 ........................................................... 3

1.2.3 地质构造 ........................................................... 3

1.2.4 水文地质条件 ....................................................... 3

1.2.4.1地表水 ........................................................... 3

1.2.4.2 地下水 ........................................................... 3

1.3 交通要求 ............................................................. 4

2 闸孔设计................................................................... 6

2.1闸孔的设计任务 ....................................................... 6

2.2 设计工况 ............................................................. 6

2.3闸孔形式的确定 ....................................................... 6

2.4 闸孔尺寸设计 ......................................................... 6

2.4.1 确定闸孔净宽 ....................................................... 6

2.4.2 分孔 ............................................................... 9

2.4.3 闸墩构造设计内容 ................................................... 9

2.5 水力计算 ............................................................. 9

2.6 确定闸墩顶高程 ....................................................... 9

2.6.1 泄水要求 ........................................................... 9

2.6.2 挡水要求 .......................................................... 10

3消能防冲设计 .............................................................. 11

3.1 概述 ................................................................ 12

3.1.1 消能防冲设计内容主要包括 .......................................... 12

3.1.2消能方式及消能工型式 .............................................. 12

3.1.3 水闸开启方式及操作规程 ............................................ 12

3.1.4 池深d设计工况及计算方法与公式 .................................... 12

3.1.5 池深L的不利计算工况 .............................................. 13

3.1.6 护坦厚度的计算工况 ................................................ 14

3.1.7 海漫长度的计算工况 ................................................ 14

3.1.8 防冲槽尺寸的计算工况 .............................................. 14

3.2 消力池设计 .......................................................... 14

3.2.1 消力池设计任务 .................................................... 14

3.2.2 池深设计 .......................................................... 15

3.2.3 消力池长度Lsj的确定 ............................................... 18

3.3消力池护坦厚度 ...................................................... 19

3.4消力池的构造 ........................................................ 20

4 防渗排水设计 .............................................................. 24

5闸门、启闭机的设计 ........................................................ 25

6闸墩、闸底板设计 .......................................................... 28

7 闸室稳定计算 ............................................................. 34

8 水闸两岸连接建筑物设计 .................................................... 39

参考文献.................................................................... 41

1 固扇水闸基本资料

1.1 概述

广州市南沙万顷沙联围固扇闸重建工程位于广州市南沙区万顷沙联围，根据《广州城市建设总体战略概念规划纲要》提出的“南拓北优、东进西连”的空间发展战略，南沙区位于珠江出海口、珠江三角洲地理几何中心和联结珠江两岸城市群的枢纽性节点，依靠其独特的地理区位优势、交通条件及岸线资源成为广州“南拓”发展的重点地区。万顷沙联围位于南沙地区的南端，北邻下横沥，西以洪奇沥为界与中山市相邻，东隔蕉门水道与龙穴岛相邻，龙穴岛为未来广州重要的大型深水港区。万顷沙被定位为以石化、钢铁、机械装备工业为主的现代化临港工业基地，近期，1500万吨/年炼油厂（石化基地）项目选定在万顷沙联围15～18涌西侧和沥心沙围。考虑到万顷沙联围15～18涌石化基地区域和沥心沙围的水利工程现状不能满足石化基地对防洪（潮）和排涝的高标准要求。通过新的规划，对这一区域的水利工程将进行整治，使区域防洪（潮）标准达到200年一遇，排涝标准达到20年一遇。

现有的固扇建于70～80年代，闸孔尺寸（孔数×宽×高）为3孔×14.2m×7.5m，底板高程为-3.5m，存在的主要问题是工程老化，运用不便。拟建的固扇闸自现有闸位往内涌移约20m，防洪（潮）标准按200年一遇标准建设。

场地交通位置图见图1-1

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三四 1

抗震设计烈度水闸排涝面积度 km

排涝流量

外江设计洪潮水位多年平均最高潮位

征水位

多年平均最低潮位内涌设计高水位

m m

-1.21 1.42/2.07

吹程1000

特

多年平均低潮位

-0.51

风速42

7 3.51

m m

2.75/3.15 1.87

80/100

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内涌常水位

内涌设计低水位 m m 0.20 -0.5

1.2工程地质

本工程闸址范围内先后钻孔9个，总进尺500多米。

1.2.1 地形地貌

勘察场地属珠江三角洲冲积平原地貌单元，经多年围海造田，勘察场地附近区域平坦开阔，河塘众多。地面高程较低，多在-0.5～1.0m之间，外江堤顶高程3.5～4.3m，内涌堤顶1.2～2.0m。拟建固扇闸位于万顷沙新垦，西侧紧连洪奇沥水道，东连蕉门水道，东南侧有新垦大道，可通往各支涌堤防及外江堤围，区内有南沙港快速穿越。

1.2.2 地层岩性

在勘探深度范围内，勘察场地地层岩性自上而下总体由四部分组成，分别为人工填土、第四系海陆交互相沉积层、冲洪积层和下部燕山期花岗岩。场地内各埋藏地层的工程特性指标建议采用表二值。

1.2.3 地质构造

勘察场地位于广州断陷盆地的南端，上部覆盖层为第四系海陆交互相冲积物（Qmc），下伏燕山期（γ3）花岗岩，根据1/20万区域地质资料，场区及邻近区域地质构造活动迹象不明显，根据本次勘察结果，场地内未发现有断层等不良地质构造。

1.2.4 水文地质条件

1.2.4.1地表水

固扇闸以洪奇沥为界与中山市相邻，东连蕉门水道，洪奇沥水道呈南北走向贯穿整个南沙开发区，水流自北向南，最终汇入珠江水系，固扇闸为连接洪奇沥水道与蕉门水道的内涌，水位变化主要受潮汐影响。勘察期间测得河涌最高水位标高为0.56m，最低水位标高为-2.10m。

1.2.4.2 地下水

勘察场地地下水类型主要分两种类型：（1）潜水、承压水

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（2）人工填土层中的上层滞水有所给资料可得勘察场地地下水位变化主要受潮汐及气候控制。具体如下：每年4-9月为雨季，是地下水的补给期，其水位会明显上升，10-3月为水分消耗期，地下水位随之下降。

勘察期间，场地各钻孔均遇见地下水，勘察时测得初见水位埋深为0.80～3.10m，相当于标高为-1.52～0.64m；潜水稳定水位埋深为1.00～2.20m，相当于标高为-1.82～0.44m；承压水稳定水位埋深为13.50～16.00m，相当于标高为-15.60～-12.06m。